Astrónomos han producido los primeros mapas bidimensionales continuos del borde exterior de la atmósfera solar, un límite cambiante y espumoso que marca dónde los vientos solares escapan del campo magnético solar. Al combinar los mapas con mediciones de cerca, científicos del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) demostraron que el límite se hace más grande, irregular y puntiagudo a medida que el sol se vuelve más activo. Los hallazgos podrían ayudar a los científicos a mejorar los modelos que muestran cómo el sol afecta a la Tierra y a predecir mejor la complejidad atmosférica de otras estrellas.
«Los datos de la Sonda Solar Parker obtenidos a gran profundidad bajo la superficie de Alfvén podrían ayudar a responder grandes preguntas sobre la corona solar, como por qué es tan caliente. Pero para responder a estas preguntas, primero necesitamos saber exactamente dónde está el límite», afirmó Sam Badman, astrofísico del CfA y autor principal del artículo.
Los científicos han validado directamente estos mapas mediante inmersiones profundas en la atmósfera solar realizadas por la Sonda Solar Parker de la NASA. Los hallazgos se publican hoy en The Astrophysical Journal Letters. Comprensión del límite de la superficie de Alfvén
El límite en la atmósfera solar donde la velocidad del viento solar supera la de las ondas magnéticas, conocido como la superficie de Alfvén, es el punto de no retorno para la materia que escapa del Sol y entra en el espacio interplanetario. Una vez que la materia viaja más allá de este punto, no puede regresar al Sol. Esta superficie es el límite efectivo de la atmósfera solar y proporciona a los científicos un laboratorio activo para estudiar y comprender cómo la actividad solar impacta al resto del sistema solar, incluyendo la vida y la tecnología en la Tierra y sus alrededores.
Utilizando el instrumento de Parker para Electrones, Alfas y Protones del Viento Solar (SWEAP), desarrollado por el CfA en colaboración con la Universidad de California en Berkeley, los científicos recopilaron datos de las profundidades de la superficie subalfvénica del Sol.
«Aún existen varias preguntas fascinantes de física sobre la corona solar que no comprendemos del todo», afirmó Michael Stevens, astrónomo del CfA e investigador principal del instrumento SWEAP de Parker. «Este trabajo demuestra sin lugar a dudas que la Sonda Solar Parker se adentra profundamente en la región donde nace el viento solar con cada órbita. Nos encaminamos hacia un período emocionante en el que observará de primera mano cómo cambian estos procesos a medida que el Sol entra en la siguiente fase de su ciclo de actividad».
Mapeo y confirmación de los cambios en el límite solar
«Antes, solo podíamos estimar el límite solar desde lejos, sin posibilidad de comprobar si obtuvimos la respuesta correcta, pero ahora contamos con un mapa preciso que nos permite navegar por él mientras lo estudiamos», añadió Badman. «Y, lo que es más importante, también podemos observarlo a medida que cambia y comparar esos cambios con datos de cerca. Esto nos da una idea mucho más clara de lo que realmente sucede alrededor del sol».
Los científicos sabían que este límite cambia dinámicamente con los ciclos solares, alejándose del sol y volviéndose más grande, más estructurado y más complejo durante el máximo solar, y lo contrario durante el mínimo solar, pero hasta ahora no tenían confirmación de cómo se veían exactamente esos cambios.
Badman añadió: «A medida que el sol atraviesa ciclos de actividad, lo que observamos es que la forma y la altura de la superficie de Alfvén alrededor del sol se hace más grande y también más puntiaguda. Eso es, de hecho, lo que predijimos en el pasado, pero ahora podemos confirmarlo directamente».
Implicaciones para la ciencia solar y estelar
Los nuevos mapas y los datos correspondientes pueden ayudar a los científicos a responder preguntas importantes sobre la física que ocurre en las profundidades de la atmósfera solar. Este conocimiento, a su vez, puede utilizarse para desarrollar mejores modelos del viento solar y del clima espacial, mejorando así las predicciones sobre cómo la actividad solar se mueve y configura el entorno que rodea a la Tierra y otros planetas del sistema solar.
También puede ayudarles a responder preguntas arraigadas sobre la vida de las estrellas en otras partes de la galaxia y el universo, desde cómo nacen hasta cómo se comportan a lo largo de su vida, incluyendo cómo ese comportamiento influye en la habitabilidad de los planetas que las orbitan.
Los hallazgos del equipo ofrecen una nueva perspectiva sobre el funcionamiento de nuestra estrella más cercana y sientan las bases para descubrimientos cada vez más profundos. Según Badman, el enfoque coordinado de múltiples naves espaciales, que combinó las capacidades de observación de sondas de proximidad y estaciones de observación distantes, como Solar Orbiter, un proyecto de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA), y la nave espacial Wind de la NASA, seguirá sirviendo de modelo para futuros estudios innovadores en heliofísica. Durante el próximo mínimo solar, el equipo volverá a sumergirse en la corona solar para estudiar su evolución a lo largo de un ciclo solar completo.
Con información de The Astrophysical Journal Letters
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